骨肉瘤的新细胞起源以及STK11/LKB1对骨癌的发病影响 2

破骨细胞前体细胞的Lkb1缺陷不会诱导成骨肿瘤样表型

破骨细胞抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）染色发现，Ctsk-CKO小鼠的骨膜、骨内膜和松质骨的破骨细胞数量增加。研究人员还利用Ctsk-CKO和Ctsk-Ctrl小鼠的骨髓细胞分化为破骨细胞。TRAP活性定量显示，来自Ctsk-CKO骨髓细胞的破骨细胞形成增加（图3），说明Ctsk-CKO小鼠的骨量增加并非因为再吸收受损。其他实验排除了Ctsk-CKO小鼠的成骨肿瘤样表型与破骨细胞功能改变有关。

图3. 破骨细胞前体细胞缺失Lkb1不会造成成骨肿瘤样表型

Ctsk-Cre成骨间充质细胞是成骨肿瘤的潜在来源

细胞谱系追踪显示Ctsk-Cre阳性LysM-Cre阴性细胞群位于致密骨的骨膜内（图4）。随着年龄增长，Ctsk-CKO小鼠的Ctsk-Cre阳性细胞不断扩张填满了胫骨的致密骨。20周龄前，GFP阳性细胞形成胫骨Ctsk-CKO小鼠的骨样肿瘤，暗示成骨肿瘤来自LKB1缺失本身。

图4. Ctsk-Cre骨膜间充质干细胞是成骨肿瘤的新型潜在来源

接着研究人员分析了Ctsk⁺细胞的通用干细胞标记表达情况，发现Sca1、CD24、CD44、CD49f 和CD146都有表达。随后采用赛业生物（Cyagen）干细胞定向诱导技术，体外观察骨膜Ctsk⁺细胞的分化潜能，证明它们可以分化为成骨细胞和软骨细胞，以及表达相应的分化标志物。换句话说，Ctsk可定义为一群间充质干细胞。

LKB1抑制Ctsk⁺骨膜间充质干细胞的自我更新和成骨分化能力

鉴于Ctsk⁺骨膜间充质干细胞的角色，这项研究首次发现Lkb1可以抑制这些细胞的自我更新能力以及成骨分化能力。

为了验证，Lkb1缺陷是否足以驱动正常小鼠的成骨肿瘤形成。研究人员分别将对照小鼠和Ctsk-CKO的骨膜源性细胞进行裸鼠皮下注射移植。8周后，HE染色和共聚焦成像显示，Ctsk-CKO组骨样基质的细胞和核表现出肿瘤异型性和肿瘤形成特征。

随后，抑制mTORC1信号可以改善Ctsk-CKO小鼠肿瘤进展，并阻止异种移植模型的肿瘤生成

【总结】

本研究证明了骨膜Ctsk⁺细胞的LKB1缺失导致成骨肿瘤样表型，介导途径为mTORC1的活动增加，澄清了Lkb1在人类骨肉瘤生成中的作用。此外，扩展了Ctsk⁺细胞的定义，即它们不仅是一类新型骨膜间充质祖细胞，而且还是骨肉瘤的来源。

骨髓瘤治疗可以靶向多条通路的联合疗法以期取得协同效应，例如，理论上采用雷帕霉素结合抗VEGF疗法，治疗LKB1损伤的骨肉瘤患者。LysM⁺细胞缺失Lkb1后不会导致致密骨肿瘤形成，说明破骨细胞没有参与Lkb1相关骨肉瘤发病机理。而实际上，Ctsk-CKO和LysM-CKO小鼠都表现出破骨细胞形成（图3），Ctsk-CKO小鼠富含大量破骨细胞和破骨细胞前体细胞，意味着Lkb1可能在破骨细胞生成方面起到一定作用，未来，研究人员准备进一步调查Lkb1影响破骨细胞生成的具体角色。

原文检索：Lkb1 deletion in periosteal mesenchymal progenitors induces osteogenic tumors through mTORC1 activation